问答题 如何报告测量结果及其扩展不确定度?
【正确答案】
【答案解析】用扩展不确定度报告测量结果的方法如下:
除基础计量学研究、基本物理常量的测量、复现SI的国际比对或有关各方约定采用合成标准不确定度外,通常被测量量值的不确定度都用扩展不确定度表示。尤其工业、商业及涉及健康和安全方面的测量时,都是报告扩展不确定度。因为扩展不确定度可以表明被测量量值所在的一个区间,以及用概率表示在此区间内的可信程度,它比较符合人们的习惯用法。
带有扩展不确定度的测量结果报告的表示:
(1)要给出被测量Y的估计值y及其扩展不确定度U(y)或U p (y)。对于U要给出包含因子k值;对于U p 要在下标中给出置信水平p值。例如:p=0.95时的扩展不确定度可以表示为U 95 。必要时还要说明有效自由度ν eff ,即给出获得扩展不确定度的合成标准不确定度的有效自由度,以便由p和ν eff 查表得到t值,即k p 值;另一些情况下可以直接说明k p 值。
需要时可给出相对扩展不确定度U rel (y)。
(2)测量的估计值及其扩展不确定度的报告形式:
扩展不确定度的报告有U或U p 两种。
1)U=ku c (y)的报告
例如:标准砝码的质量为m s ,测量结果为100.02147g,合成标准不确定度u c (m s )为0.35mg,取包含因子k=2,U=ku c (y)=2×0.35mg=0.70mg。
一般,U可用以下两种形式之一报告:
①m s =100.02147g;U=0.70=mg,k=2。
②m s =(100.02147±0.00070)g;k=2。
2)U p =k p u c (y)的报告
例如:标准砝码的质量为m s ,测量的估计值为100.02147g,合成标准不确定度为u c (m s )为0.35mg,ν eff =9,按p=95%,查t分布值表得k p =t 95 (9)=2.26,U 95 =2.26×0.35mg=0.79mg。
则U p 可用以下四种形式之一报告:
①m s =100.02147g;U 95 =0.79mg,ν eff =9。
②m s =(100.02147±0.00079)g;ν eff =9,括号内第二项为U 95 的值。
③m s =100.02147(79)g;ν eff =9,括号内为U 95 的值,其末位与前面结果末位数对齐。
④m s =100.02147(0.00079)g;ν eff =9,括号内为U 95 的值,与前面结果有相同的计量单位。
另外,给出扩展不确定度U p 时,为了明确起见,推荐以下说明方式,例如:
m s =(100.02147±0.00079)g
式中,正负号后的值为扩展不确定度U 95 =k 95 u c ,而合成标准不确定度u c (m s )=0.35mg,自由度ν eff =9,包含因子k 95 =t 95 (9)=2.26,从而具有约为95%概率的包含区间。
(3)相对扩展不确定度的表示:
1)相对扩展不确定度
U rel =U/y
2)相对不确定度的报告形式举例
①m s =100.02147g;U rel =0.70×10 -6 ,k=2。
②m s =100.02147g;U 95rel =0.79×10 -6
③m s =100.02147(1±0.79×10 -6 )g;p=95%,ν eff =9,括号内第二项为相对扩展不确定度U 95rel